大肠杆菌变种espa的研究进展

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1、大肠杆菌变种EspA的研究进展【关键词】大肠杆菌O157：H7；基因，EspA大肠杆菌是最常见的微生物之一，在自然界广泛分布，在动物体内也存在。它具有易培养、生长快、易变异等特点。肠出血性大肠杆菌(enterohemorrhagicE.coli，EHEC)是大肠杆菌的一个变种，曾在多个国家暴发流行。感染主要导致腹泻、出血性结肠炎(hemorrhagiccolitis，HC)，并经常伴发溶血性尿毒综合征(hemolyticuremicsyndrome，HUS)、血栓形成的血小板减少性紫癜(thromboti

2、cthrombocytopenicpurpura，TTP)并发症，严重威胁着人类的生命健康［1］。人类感染此菌的途径主要是食用或接触污染的牛肉、蔬菜、水果及水源等。1982年，美国首次从出血性腹泻患者的粪便标本中分离到该菌，并报道与食用汉堡牛肉饼有关。这是人类第一次认识到大肠杆菌O157:H7可作为一种病原菌使人类致病，但此时并没有引起医学界的足够重视。此后，大肠杆菌O157:H7引起的感染在美国、加拿大、英国和日本等发达国家迅速增加,逐渐引起广泛重视。我国于1987年由权太叔等首次从出血性结肠炎患者粪便

3、中分离到O157:H7大肠杆菌。此后，福建、浙江、广东、河北、宁夏等十几个省陆续分离出该菌。目前美国、英国、加拿大等国家又出现了新的耐药性变种［2，3］，导致了多人死亡。因此大肠杆菌致病变种引起了国内外学者的密切关注，并对大肠杆菌变种进行了深入的研究。现仅以EHEC血清型O157：H7为例，对它致病因子Ⅲ型分泌蛋白即EspA(Esp为E.coli13secretedprotein缩写)进行综述，为对该菌引起的疾病进行预防、诊断和治疗提供有力的依据和参考。　　1EspA的研究意义目前，对O157:H7感染尚

4、缺乏有效的防治方法，只能给予对症治疗和适当的抗菌治疗，但研究证明抗菌药物可促使O157:H7大肠杆菌释放Vero毒素，从而使患者并发HUS的危险性增加。发病机理主要通过细菌对上皮细胞粘附和产生毒素两个过程。粘附是细菌感染的第一步。当EHEC侵入机体肠腔后，借助菌毛局限性地粘附在盲肠和结肠上皮细胞的刷状缘上并损害微绒毛，同时紧密地结合在肠上皮细胞膜的顶端。Ⅲ型EspA在细菌的粘附定植中起到关键作用。EspA形成纤丝样管状结构，在细菌和宿主细胞之间架起一座桥梁，把效应蛋白转移至宿主细胞表面，对细菌粘附至宿主内

5、皮细胞具有关键性启动作用，并且EspA具有良好的免疫原性及免疫反应性，可以作为候选免疫原，用于O157的疫苗研制，在消除定植带来的A/E(attaching/effacing)损伤，缩短感染周期具有较大的应用价值。　　2EspA的基因与分子结构编码EspA的基因主要存在于染色体上大小为35kb的被称LEE(locusofenterocyteeffacement)的毒力岛上［4］，LEE包括4013多个开放阅读框(ORFs)，至少5个操纵子，编码EspA的主要是LEE4EspA共578bp，表达的蛋白约为2

6、5Kda。EHEC的Ⅲ型分泌系统(typeⅢsecretionsystem,TTSS)是特异的，但与细胞壁相连的针状复合体却是保守的。此复合体是由EspA构成的纤丝伸展成的针状物［5,6］。它的三维结构由5根EspA纤丝螺旋向前延伸，形成外径为12nm、内径为2.5nm的四周密闭的中空螺旋管，外表面布满了螺距为4.3nm的线性螺旋构成的脊和槽，脊弯曲成扇形样，是EspA亚单位的特征。与外面相比较，中央的通道是平滑的［6］。EspA纤丝样针状物的长度可由细菌内EspA亚单位的数量调节［7］。有直接证据证明E

7、spB、EspD效应蛋白是从此管道内被转入到宿主细胞膜上，并形成3～5nm的小孔，而其它效应蛋白(Tir，EspF，Map，EspG,EspH，Cif，和EspI/NleA)沿通道及小孔更容易进入宿主细胞［7～11］。　　3EspA表达的调节EspA的表达是转录后调控的，需要有合适的环境条件先引起LEE124表达，接着受到EspA、EspB、EspDmRNA转录翻译的进一步调控。从牛体内分离出两株野生型O157:H7，一株为EspD高表达，一株为低表达，先在M9培养基中培养，然后转入MEM-HEPES中培

8、养，EspD高表达株细菌的EspA表达阳性率为70%～95%，而低表达仅为30%。Esp表达具有培养基依赖性，在M9基本培养基中不能表达，而MEM2HEPES改良培养基则能促进纤丝样EspA13的表达及效应蛋白的分泌。碳酸氢根离子加入到Luria肉汤中可以刺激效应蛋白的分泌［12］。toxB基因与ToxB大质粒上的toxB基因编码一362kD的蛋白ToxB，对ToxB的氨基酸序列与许多粘附因子有同源性，能促进Ⅲ型分泌系统分泌粘